ISSN(p): 2338-8323  | ISSN(e): 2459-9638
Januari 2024

## Optimasi Tegangan Jatuh dan Rugi Daya pada Saluran Distribusi 20 KV ULP Sukaraja

## DINI FAUZIAH, MUHAMMAD WAHYU AGUSTIAN, NASRUN HARIYANTO
Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia Email: dinifauziah@itenas.ac.id
Received 1 November 2023 | Revised 30 Desember 2023 | Accepted 5 Januari 2024

## ABSTRAK
Saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja merupakan saluran distribusi yang cukup panjang.  Hal  ini  memungkinkan  terjadinya  tegangan  jatuh  dan  rugi  daya  yang cukup besar. Pada saat beban dalam Waktu Beban Puncak (WBP) tegangan yang diterima pada gardu PAIGD sebesar 18,794 kV atau tegangan jatuhnya sebesar 6,53%.  Artinya  tegangan  jatuh  yang  terjadi  pada  sistem  distribusi  20  kV  ULP Sukaraja  tidak  sesuai  dengan  standar  SPLN  72:1987  maksimal  sebesar  5%. Metoda  penelitian  memodelkan  aliran  daya  pada  sistem  distribusi  tersebut menggunakan aplikasi ETAP. Hasil penelitian menunjukkan berdasarkan beberapa alternatif solusi yang disimulasikan, untuk menurunkan tegangan jatuh dan rugi daya paling optimal yaitu untuk jangka pendek dengan metode manuver jaringan karena dapat memberikan cost reduction tertinggi sebesar Rp 1.065.175.911,35 per  tahun  sedangkan  untuk  jangka  panjang  dengan  metode  penggantian penghantar  disertai  pengaturan  tap  changer  dengan  tegangan  jatuh  terendah sebesar 2,85%.
Kata kunci: ETAP, PAIGD, Rugi daya, Tegangan jatuh, ULP Sukaraja.

## ABSTRACT
The 20 kV distribution line of ULP Sukaraja is a fairly long distribution line. This allows for considerable voltage drops and power losses. When the load is in Peak Load Time (WBP) the voltage received at the PAIGD substation is 18.794 kV or the voltage drop is 6.53%. This means that the voltage drop that occurs in the 20 kV distribution system of ULP Sukaraja is not in accordance with the SPLN 72: 1987 standard of a maximum of 5%. The research method modelled the power flow in the distribution system using the ETAP application. The results showed that based on several alternative solutions simulated, to reduce the voltage drop and the best power loss is for the short term with the network manoeuvre method because it can provide the highest cost reduction of Rp 1,065,175,911.35 per year while for the  long  term  with  the  conductor  replacement  method  accompanied  by  tap changer settings with the lowest voltage drop of 2.85%.
Keywords: Drop voltage, ETAP, Losses, PAIGD, ULP Sukaraja

## 1. PENDAHULUAN
Saluran distribusi memegang peranan penting dalam penyediaan tenaga listrik yang handal dan bermutu. Saluran distribusi berfungsi sebagai penyaluran tenaga listrik dari gardu induk menuju konsumen. Pada saat operasi terkadang saluran distribusi mengalami kendala yang mengakibatkan penyaluran tenaga listrik menjadi tidak handal. Kendala yang sering terjadi pada saluran distribusi yaitu tegangan jatuh dan rugi daya.
Untuk  meningkatkan  kinerja  saluran  distribusi  yang  baik  adalah  dengan  menjaga  nilai tegangan jatuh sesuai standar agar dapat meminimalisir terjadinya rugi daya. (Wachjoe & Zein,  2020). Perhitungan  rugi  daya  sendiri  merupakan  parameter  penting  yang  harus dipertimbangkan  saat  membuat  desain  sistem  tenaga  listrik  yang  optimal  terutama  terkait pemilihan konfigurasi jaringan dan penampang kabel (Armas & Ikanov, 2019).
Beberapa penyebab terjadinya jatuh tegangan dan rugi daya diantaranya ukuran konduktor yang  tidak  sesuai,  saluran  distribusi  yang  panjang  dan  adanya  beban  lebih  pada  saluran. (Jamil,  dkk,  2018)(Sulaeman,  dkk,  2023) .  Jika  tidak  diperbaiki,  hal  ini  dapat menyebabkan  menurunnya  reabilitas  sistem  tenaga  listrik  sehingga  memicu  kerugian  yang cukup besar (Lu, dkk, 2018) baik kerugian teknis maupun non teknis (Wang, dkk, 2021) sehingga  salah  satu  persyaratan  yang  penting  dalam  merencanakan  suatu  saluran  harus memperhatikan kualitas tegangan di saluran, dan kontinuitas pelayanan yang baik terhadap konsumen. Berdasarkan SPLN 72:1987 besarnya nilai tegangan jatuh pada saluran distribusi diizinkan sebesar 5% dari tegangan kerja bagi sistem radial diatas tanah dan sistem simpul. (SPLN  72:1987,  1987) .  Adapun  penyebab  lain  tingginya  tegangan  jatuh  dan  rugi  daya disebabkan  faktor daya yang kurang baik  akibat  tingginya daya reaktif yang  menyebabkan kapasitas jaringan berkurang dan beban pada transformator meningkat sehingga diperlukan kompensasi untuk memperbaiki faktor daya tersebut (Kumar, dkk, 2018)(Balandin, dkk, 2019). Penelitian menunjukkan  bahwa  dengan menambahkan kapasitor bank,  faktor daya dapat meningkat sehingga jatuh tegangan dan rugi daya berkurang (AlAhmad & AlDahmi, 2021)(Thongsuk, dkk, 2023).
Pada  penelitian  Murad  analisis  tegangan  jatuh  dilakukan  dengan  simulasi  aliran  daya  pada aplikasi ETAP. Hasil dari penelitian tersebut tegangan terima pada LSA 355 Wonosari I sebesar 94,35%, dan LSA 233 Wonosari II sebesar 91,27% sehingga tegangan jatuhnya melebihi 5%. Solusi  yang  dilakukan  pada  penelitian  terkait  yaitu  dengan  pemasangan  kapasitor bank, setelah  melakukan  pemasangan  kapasitor bank  pada  saluran  distribusi  tersebut  tegangan terima  yang  terjadi  pada  LSA  355  Wonosari  I  sebesar  95,04%,  dan  LSA  233  Wonosari  II sebesar  95,88% (Murad,  2021). Kemudian  penelitian  Nelwan,  dkk  menunjukkan  bahwa penyulang  SU2  jaringan  distribusi  Minahasa  Utara  khususnya  pada  jalur  MAL  dan  MAT tegangan jatuh yang terjadinya melebihi standar yang ditentukan oleh PLN. Tegangan jatuh jalur MAL  pada titik MAL51 menuju  MAL22  dengan  panjang  2,921  km dan  jenis  serta luas penampang  kawat  AAAC  150mm 2 dan  70mm 2 sebesar  11,76%,  dan  pada  jalur  MAT  dititik MAL01 menuju MAT24 dengan panjang 1.974 km dan jenis serta luas penampang kawat AAAC 150mm 2 sebesar  5,24% (Nelwan,  dkk,  2015) . Berdasarkan  penelitian  penggantian penghantar pada ukuran yang lebih besar dapat menurunkan tegangan jatuh dan rugi daya secara signifikan (Awwad, 2019) .
Selain  itu,  pada  penelitian  Thakur  dan  Chawla membahas  tentang  pasokan  listrik  di  India dalam bidang distribusi listrik sering mengalami fluktuasi frekuensi dan juga sistem distribusi yang  tidak  ekonomis.  Sehingga  dalam  penelitian  tersebut  dilakukan  perhitungan  tegangan jatuh  pada sistem  distribusi  di  penyulang perkotaan  di  India,  untuk menentukan  nilai  hasil yang lebih  ekonomis terhadap sistem distribusi di  India. (Thakur & Chawla, 2015). Ada
juga penelitian yang menjelaskan tentang pembuatan model saluran menggunakan aplikasi Dig SILENT yang kemudian model saluran tersebut digunakan untuk menganalisis tegangan jatuh dan rugi daya yang terjadi pada sistem distribusi 10 kV. Pada akhirnya nilai tersebut dibandingkan dengan nilai yang terhubung ke sistem distribusi (Ymeri, dkk, 2014).
Saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja merupakan saluran distribusi yang cukup panjang. Hal ini memungkinkan terjadinya tegangan jatuh dan rugi daya yang cukup besar. Oleh karena itu, penelitian ini akan menganalisis beberapa alternatif metode untuk menurunkan tegangan jatuh dan rugi daya ditinjau dari segi teknis dan biaya sehingga diharapkan akan mendapat solusi  yang  paling optimal  untuk  mengatasi  masalah  jatuh  tegangan dan  rugi  daya  di  ULP Sukaraja.

## 2. METODOLOGI

## 2.1 Langkah Penelitian
Gambar 1 menunjukkan langkah-langkah yang dilakukan dalam melakukan penelitian ini.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Mulai Studi literatur Pengumpulan data : 1. Single line diagram jaringan distribusi ULP Sukaraja 2. Data beban trafo distribusi  ULP Sukaraja 3. Panjang kawat penghantar 4. Nilai arus pada saluran distribusi ULP Sukaraja 5. Tabel penghantar saluran distribusi ULP Sukaraja  (SPLN 64:1985) Pengolahan data: 1. Perhitungan impedansi 2. Perhitungan tegangan jatuh 3. Perhitungan rugi daya A A Merangkai aliran daya saluran distribusi ULP Sukaraja menggunakan aplikasi ETAP Mendapatkan nilai tegangan jatuh dan rugi daya? Analisis dan Perbandingan dengan standar Output: 1. Keadaan aliran daya saluran distribusi ULP Sukaraja. 2. Membandingkan  nilai  tegangan jatuh dari hasil pengukuran, perhitungan, dan simulasi. 3. Membandingkan nilai rugi daya dari hasil  pengukuran,  perhitungan,  dan simulasi. Kesimpulan dan Saran Selesai TIDAK YA
Berdasarkan Gambar 1 data beban trafo distribusi, diagram satu garis saluran distribusi ULP Sukaraja,  dan data penghantar saluran distribusi ULP Sukaraja  merupakan hal  yang  paling utama  untuk  melakukan  pemodelan  menggunakan  aplikasi  ETAP,  agar  mendapatkan  nilai tegangan jatuh dan rugi daya yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja yang kemudian hasilnya di analisis dengan merujuk kepada SPLN 72:1987 dimana tegangan jatuh yang terjadi tidak boleh melebihi 5% dari tegangan nominalnya.

## 2.2 Pengumpulan Data
Tahapan  ini  merupakan  pengumpulan  data-data  terkait  dengan  penelitian  yang  dilakukan, data yang digunakan pada penelitian ini merupakan data-data dari sistem saluran distribusi 20 kV di PT. PLN ULP Sukaraja, adapun data-data yang diperlukannya adalah sebagai berikut :
2.2.1 Data Single Line Diagram Saluran Distribusi 20 kV ULP Sukaraja
Gambar 2 menunjukkan single line diagram saluran distribusi 20 kV di ULP Sukaraja.
Gambar 2. Single Line Diagram Saluran Distribusi ULP Sukaraja (PT. PLN ULP Sukaraja, 2020)

## 2.2.2 Data Beban Transformator Distribusi 20 kV ULP Sukaraja
Saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja memiliki 1 buah transformator tenaga, 122 buah gardu distribusi dan 188 penghantar yang menghubungkan transformator tenaga dengan kapasitas 60 MVA 150/20 kV dengan tiap-tiap gardu distribusi 20/0,4 kV.

## 2.2.3 Data Jenis Penghantar Saluran Distribusi 20 kV ULP Sukaraja
Saluran distribusi 20  kV ULP  Sukaraja memiliki  total panjang  saluran sebesar ±65,526 km. Saluran distribusi tersebut terdiri dari Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) dan Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM). Tabel 1 dan Tabel 2 menunjukkan data jenis penghantar SUTM (AAAC) dan penghantar SKTM (XLPE).
Tabel 1. Data Penghantar Jenis AAAC  (SPLN 41-8:1981, 1981)
Penampang Nominal (mm 2 ) Jari-jari (mm) Urat GMR (mm) Impedansi (Ω/km) KHA (A) 35 3,3371 7 2,4227 0,9217+J0,3790 170 50 3,9886 7 2,8957 0,6452+J0,3678 210 70 4,7193 7 3,4262 0,4608+J0,3572 255 95 5,4979 19 4,1674 0,3396+J0,3449 320 120 6,1791 19 4,6837 0,2688+J0,3376 365 150 6,9084 19 5,2365 0,2162+J0,3305 425 185 7,6722 19 5,8155 0,1744+J0,3239 490 240 8,7386 19 6,6238 0,1344+J0,3158 585 Tabel 2. Data Penghantar Jenis XLPE (SPLN 43-5-1:1995, 1995) Penampang Nominal (mm 2 ) R (Ω/km) L (mH/km) C (mF/km) Impedansi (Ω/km) KHA (A) 150 0,206 0,33 0,26 0,206+J0,104 299 240 0,125 0,31 0,31 0,125+J0,097 390 300 0,1 0,3 0,34 0,100+J0,094 447 2.3 Pengolahan Data

## 2.3.1 Perhitungan Nilai Tegangan Jatuh
Pada proses ini kita melakukan perhitungan tegangan jatuh yang terjadi pada saluran distribusi tersebut. Data yang diperlukan dalam melakukan perhitungan tegangan jatuh ini adalah data arus saluran dan data penghantar. Setelah data-data tersebut dihasilkan selanjutnya adalah menghitung  tegangan  jatuh  yang  terjadi  dengan  menggunakan  rumus  sebagai  berikut. (Syufrijal & Monantun, 2014)
𝐷𝑉 = √ ×ℓ× ( ) × 100% (1)

## 2.3.2 Perhitungan Nilai Rugi Daya
Untuk  menghitung  nilai  rugi  daya  yang  terjadi  pada  saluran  distribusi  tersebut  diperlukan beberapa data antara lain, nilai arus yang mengalir pada saluran distribusi tersebut, impedansi saluran  dan  faktor  daya  pada  saluran  tersebut.  Perhitungan  rugi  daya  yang  terjadi  dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut. (Syufrijal & Monantun, 2014)
∆𝑃 ∅ = 3. 𝐼 . 𝑅 (2)
∆𝑄 ∅ = 3. 𝐼 . 𝑋 (3)

## 2.4 Simulasi pada ETAP
Dalam penyusunan penelitian ini, dilakukan simulasi aliran daya saluran distribusi PT. PLN ULP Sukaraja  menggunakan  aplikasi Electrical  Transient  Analysis  Program  (ETAP).  Gambar  3 menunjukkan pemodelan saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja pada aplikasi ETAP.
Gambar 3. Pemodelan Aliran Daya Saluran Distribusi 20 kV ULP Sukaraja pada Aplikasi ETAP

## 3. HASIL DAN ANALISIS

## 3.1 Kondisi Awal
Berikut  ini  merupakan  sampel  perhitungan  matematis  tegangan  jatuh  dan  rugi  daya  pada saluran  distribusi 20  kV ULP  Sukaraja saat  kondisi  awal dengan  pembebanan  WBP (Waktu Beban Puncak), seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Berdasarkan data yang didapatkan, nilai arus saluran dengan pembebanan WBP sebesar 156,6 A.

## Gambar 4. Sampel Perhitungan Matematis Tegangan Jatuh dan Rugi Daya pada Gardu Distribusi PKCD saat Kondisi Awal
Gambar 4 merupakan sampel perhitungan matematis untuk menentukan tegangan jatuh pada gardu distribusi PKCD saat kondisi awal dengan pembebanan WBP, maka tegangan jatuh yang terjadinya :
GI LBSTU SKRJ TRF 2 60 MVA 150/20 KV GD PKCD 100 KVA 20/0,4 KV LOAD PKCD 100 KVA SKRJ HV 150 KV Line1 XLPE 300 mm 2 (0,1 Km) SKRJ LV 20 KV T1 GI 20 KV
T2 GH CPH 20 KV T1 GH CPH 20 KV P. PKCD 20 KV
Li ne2
AAAC 150 mm 2 (5,132 Km)
Line3 XLPE 300 mm 2 (0,335 Km)
Li ne4 AAAC 150 mm 2 (2,564 Km) S. PKCD 0,4 KV
𝐷𝑉  = √3 . 𝐼. 𝐿(𝑅 𝑐𝑜𝑠 𝜃 + 𝑋 𝑠𝑖𝑛 𝜃)
𝑉 × 100% = √ × , × , × ( ,
× , ) ( , × , ) × 100% + √ × , × , × ( ,
× , ) ( , × , ) × 100% + √ × , × , × ( , × , ) ( , × , ) × 100% + √ × , × , × ( , × , ) ( , × , ) × 100% = 3,91%
Sedangkan  sampel  perhitungan  matematis  untuk  menentukan  rugi  daya  pada line2  saat kondisi awal dengan pembebanan WBP, maka tegangan jatuh yang terjadi sebagai berikut:
∆𝑃 ∅ = 3 . 𝐼 . 𝑅  = 3 . 𝐼 . 𝑅 . 𝐿 = 3  ×  156,6 × 5,132  ×  0,2162 = 81,629 𝑘𝑊
Dari hasil perhitungan matematis, tegangan jatuh yang terjadi pada gardu distribusi PKCD saat pembebanan WBP sebesar 3,91% dan rugi daya yang terjadi pada line2 dengan pembebanan WBP sebesar 81,629 kW.

## 3.1.1 Hasil Tegangan Jatuh
Tabel 3 menunjukkan sampel tegangan jatuh yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja dari hasil perhitungan matematis dan simulasi pada aplikasi ETAP saat kondisi awal dengan pembebanan LWBP dan WBP.
Tabel 3. Sampel Tegangan Jatuh pada Saluran Distribusi 20 kV ULP Sukaraja saat Kondisi
Awal ID Siang (LWBP) Malam (WBP) Matematis Simulasi Terukur Matematis Simulasi Terukur ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) PKCD  0,73  3,67  0,79  3,97 0,77 3,85  0,78  3,91  0,85  4,23 0,80 4,02 QNCD  0,75  3,77  0,82  4,08 0,80 4,02  0,80  4,02  0,87  4,35 0,85 4,27 TM 0,83  4,14  0,90  4,48 0,90 4,52  0,89  4,45  0,96  4,82 0,90 4,52 KTSK 0,92  4,61  1,00  4,99 1,01 5,03  0,97  4,87  1,05  5,27 0,99 4,94 HFM 0,93  4,65  1,01  5,04 1,01 5,03  1,04  5,19  1,13  5,63 1,11 5,53 PAIGD  1,15  5,76  1,25  6,23 1,24 6,20  1,22  6,08  1,32  6,58 1,31 6,53
Pada Tabel 3 gardu HFM berjarak ±20,889 km dan PAIGD berjarak ±23,396 km merupakan gardu yang letaknya diujung penyulang. Saat WBP tegangan jatuh yang terjadi pada gardu HFM sebesar 5,19% (matematis), 5,63% (simulasi), dan 5,53% (terukur). Dan gardu PAIGD sebesar 6,08% (matematis), 6,58% (simulasi), dan 6,53% (terukur). Adanya perbedaan nilai antara  hasil  perhitungan  matematis,  simulasi,  dan  pengukuran  disebabkan  oleh  beberapa faktor,  salah  satunya  adalah  impedansi  kawat  penghantar.  Dimana  impedansi  kawat  AAAC ukuran  150  mm 2 default  pada  aplikasi  ETAP  sebesar (0,210  +  𝑗0,3305) Ω/𝐾𝑚 ,  dan  saat perhitungan  matematis  impedansi  kawatnya  merujuk  pada  Tabel  1  sebesar (0,2162  + 𝑗0,3305) Ω/𝐾𝑚 .
Gambar 5 menunjukkan grafik sampel perbandingan tegangan jatuh yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja dari hasil perhitungan matematis dan simulasi pada aplikasi ETAP saat kondisi awal.

## Gambar 5. Sampel Grafik Perbandingan Tegangan Jatuh pada Saluran Distribusi 20 kV ULP Sukaraja saat Kondisi Awal
Dari  Gambar  5  mengacu  saat  pembebanan  WBP  karena  memiliki  pembebanan  yang  lebih besar.  Gardu  HFM  tegangan  jatuhnya  sebesar  5,19%  (matematis),  5,63%  (simulasi),  dan 5,53%  (pengukuran).  Serta  gardu  PAIGD  tegangan  jatuhnya  sebesar  6,08%  (matematis), 6,58% (simulasi), dan 6,50% (pengukuran). Artinya bahwa pada gardu distribusi HFM dan PAIGD tegangan jatuh yang terjadinya melebihi standar yang diizinkan sebesar 5%. (SPLN 72:1987, 1987) . Oleh karena itu perlu adanya perbaikan guna meminimalisir tegangan jatuh yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja agar memenuhi standar yang diizinkan.

## 3.1.2 Hasil Rugi Daya
Tabel 4 menunjukkan sampel rugi daya yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja dari hasil perhitungan matematis dan simulasi pada aplikasi ETAP saat kondisi awal dengan pembebanan LWBP dan WBP.
Tabel 4. Sampel Rugi Daya pada Saluran Distribusi 20 kV ULP Sukaraja saat Kondisi Awal
ID Siang (LWBP) Malam (WBP) Matematis Simulasi Matematis Simulasi kW kVAR kW kVAR kW kVAR kW kVAR Line1 0,648 0,609 0,494 2,607 0,736 0,692 0,561 2,512 Line2 71,928  109,955 83,783  103,000 81,629  124,785 95,084  117,000 Line3 1,257 0,635 1,542 2,197 1,426 0,720 1,750 2,097 Line4 0,375 0,189 0,459 0,654 0,425 0,215 0,521 0,624 Line5 21,840 33,386 25,415 31,213 24,781 37,882 28,840 35,723 Line6 17,188 26,275 20,010 24,599 19,503 29,813 22,706 28,151 Line7 2,620 4,005 3,049 3,745 2,968 4,538 3,455 4,280 Line8 0,193 0,295 0,225 0,175 0,230 0,352 0,268 0,232 Line9 0,304 0,465 0,354 0,276 0,362 0,553 0,421 0,364 Line10 0,000 0,000 0,000 0,216 0,000 0,000 0,000 0,215 Total Losses Saluran 147,600  220,210  171,572  253,267  169,785  251,279  197,313  279,589
0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 6.00% 7.00% PKCD QNCD TM KTSK HFM PAIGD TE G AN G AN JA TU H (% ) GARDU Matematis Siang
Simulasi Siang Pengukuran Siang Matematis Malam Simulasi Malam Pengukuran Malam
Pada Tabel 4 penghantar line2 merupakan penghantar yang paling dekat dengan penyulang sehingga  arus  yang  mengalir  pada  saluran  tersebut  besar  yaitu  sebesar  156,6  A  untuk pembebanan WBP, serta penghantar tersebut memiliki panjang penghantar ±5,132 km. Maka rugi daya penghantar line2 saat pembebanan WBP rugi daya penghantar line2 sebesar 81,629 kW dan 124,785 kVAR (matematis), serta sebesar 95,084 kW dan 117,000 kVAR (simulasi). Dan rugi daya total saluran sebesar 169,785 kW dan 251,279 kVAR (matematis), serta sebesar 197,313  kW  dan  279,589  kVAR  (simulasi).  Sedangkan  total  daya  yang  disalurkan  sebesar 4,605 MW dan 2,958 MVAR. Artinya rugi daya total yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja saat kondisi awal sebesar 6,26%.
3.2 Perbandingan Tegangan Jatuh dan Rugi Daya saat Kondisi Awal, Pengaturan Tap Changer, Penggantian Penghantar, Penggantian Penghantar dan Pengaturan Tap Changer, serta Manuver Jaringan
Berikut ini merupakan perbandingan tegangan jatuh dan rugi daya yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja saat kondisi awal, pengaturan tap changer sebesar -2,5% disisi primer transformator daya ULP Sukaraja, penggantian penghantar mainline AAAC 150 mm 2 menjadi  240  mm 2 sepanjang  ±22,760  km,  penggantian  penghantar  dan  pengaturan  tap changer, serta manuver jaringan ke penyulang Sukalarang.

## 3.2.1 Perbandingan Hasil Tegangan Jatuh
Berikut  ini  merupakan  perbandingan  tegangan  jatuh  dari  hasil  simulasi  pada  aplikasi ETAP dengan  pembebanan  WBP  saat  kondisi  awal,  pengaturan  tap changer,  penggantian penghantar, penggantian penghantar dan pengaturan tap changer, serta manuver jaringan seperti ditunjukkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Sampel Perbandingan Tegangan Jatuh saat Kondisi Awal, Pengaturan Tap Changer, Penggantian Penghantar, Penggantian Penghantar dan Pengaturan Tap
Changer, serta Manuver Jaringan ID Kondisi Awal Pengaturan Tap Changer Penggantian Penghantar Penggantian Penghantar + Pengaturan Tap Changer Manuver Jaringan Malam Malam Malam Malam Malam ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) ∆V (kV) DV (%) PKCD 0,85 4,23 0,48 2,39 0,38 1,89 0,22 1,08 0,61 3,07 QNCD 0,87 4,35 0,50 2,51 0,40 1,98 0,23 1,17 0,63 3,16 TM 0,96 4,82 0,60 2,99 0,47 2,33 0,30 1,52 0,73 3,63 KTSK 1,05 5,27 0,69 3,44 0,53 2,66 0,37 1,86 0,71 3,53 HFM 1,13 5,63 0,76 3,80 0,61 3,05 0,45 2,26 0,89 4,45 PAIGD 1,32 6,58 0,95 4,77 0,73 3,64 0,57 2,85 0,68 3,39
Tabel  5  menunjukkan  tegangan  jatuh  yang  terjadi  pada  gardu  HFM  sebesar  5,63%  untuk kondisi  awal,  sebesar  3,80%  setelah  melakukan  pengaturan  tap changer,  sebesar  3,05% setelah melakukan penggantian penghantar, sebesar 2,26% setelah melakukan penggantian penghantar disertai dengan pengaturan tap changer, dan sebesar 4,45% setelah melakukan manuver jaringan. Sedangkan tegangan jatuh pada gardu PAIGD sebesar 6,58% untuk kondisi awal,  sebesar  4,77%  setelah  melakukan  pengaturan  tap changer,  sebesar  3,64%  setelah melakukan  penggantian  penghantar,  sebesar  2,85%  setelah  melakukan  penggantian penghantar disertai dengan pengaturan tap changer, dan sebesar 3,39% setelah melakukan manuver jaringan.
Gambar  6  menunjukkan  grafik  perbandingan  tegangan  jatuh  saat  kondisi  awal,  setelah melakukan  pengaturan  tap changer,  setelah  melakukan  penggantian  penghantar,  setelah melakukan penggantian penghantar dan pengaturan tap changer, serta manuver jaringan.
Gambar 6. Sampel Grafik Perbandingan Tegangan Jatuh saat Kondisi Awal, Pengaturan Tap Changer, Penggantian Penghantar, Penggantian Penghantar dan Pengaturan Tap

## Changer, serta Manuver Jaringan
Gambar 6 menunjukkan perbandingan tegangan jatuh yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV  ULP  Sukaraja.  Tegangan  jatuh  pada  gardu  PAIGD  sebesar  6,58%  untuk  kondisi  awal, sebesar 4,77% setelah melakukan pengaturan tap changer, sebesar 3,64% setelah melakukan penggantian penghantar, sebesar 2,85% setelah melakukan penggantian penghantar disertai dengan pengaturan tap changer, dan sebesar 3,39% setelah melakukan manuver jaringan. Artinya  setelah  melakukan  usulan  perbaikan  dengan  beberapa  metode  yang  dilakukan, tegangan jatuh yang terjadi pada saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja memenuhi standar yang diizinkan yaitu tidak lebih dari 5%. (SPLN 72:1987, 1987)
Melihat Gambar 6 bahwa metode usulan perbaikan untuk meminimalisir terjadinya tegangan jatuh  secara  optimal  adalah  dengan  metode  manuver  jaringan  dan  metode  penggantian penghantar disertai dengan pengaturan tap changer. Akan tetapi untuk metode penggantian penghantar disertai pengaturan tap changer mempunyai kelemahan dalam hal aspek ekonomis dan waktu pemadaman yang dibutuhkan sehingga solusi ini lebih tepat untuk diaplikasikan sebagai solusi jangka panjang untuk menurunkan tegangan jatuh.

## 3.2.2 Perbandingan Hasil Rugi Daya
Berikut ini merupakan perbandingan rugi daya dari hasil simulasi pada aplikasi ETAP dengan pembebanan  WBP  saat  kondisi  awal,  pengaturan  tap changer,  penggantian  penghantar, penggantian  penghantar  dan  pengaturan  tap changer,  serta  manuver  jaringan  seperti ditunjukkan pada Tabel 6.
0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 6.00% 7.00% PKCD QNCD TM KTSK HFM PAIGD TE G AN G AN JA TU H (% ) GARDU Kondisi Awal Pengaturan Tap Changer
Penggantian Penghantar Penggantian Penghantar & Tap Changer Manuver Jaringan
Tabel 6. Sampel Perbandingan Rugi Daya saat Kondisi Awal, Pengaturan Tap Changer,
Penggantian Penghantar, Penggantian Penghantar dan Pengaturan Tap Changer, serta
Manuver Jaringan ID Kondisi Awal Pengaturan Tap Changer Penggantian Penghantar Penggantian Penghantar + Tap Changer Manuver Jaringan Malam Malam Malam Malam Malam kW kVAR kW kVAR kW kVAR kW kVAR kW kVAR Line1 0,561 2,512 0,575 2,577 0,472 2,489 0,484 2,553 0,295 2,891 Line2 95,084 117,000 97,538 121,000 53,270 115,000 54,644 118,000 49,969 58,149 Line3 1,750 2,097 1,795 2,152 1,474 2,116 1,512 2,170 0,920 2,500 Line4 0,521 0,624 0,535 0,640 0,439 0,630 0,450 0,646 0,274 0,744 Line5 28,840 35,723 29,584 36,645 16,158 34,949 16,575 35,851 15,166 17,713 Line6 22,706 28,151 23,292 28,877 12,721 27,537 13,050 28,247 11,942 13,967 Line7 3,455 4,280 3,544 4,391 1,936 4,186 1,986 4,294 1,802 2,102 Line8 0,268 0,232 0,275 0,238 0,150 0,217 0,154 0,223 0,276 0,239 Line9 0,421 0,364 0,432 0,374 0,235 0,340 0,241 0,349 0,433 0,375 Line10 0,000 0,215 0,000 0,220 0,000 0,219 0,000 0,225 0,000 0,221 ∆P tot 197,313  279,589 202,407 287,779 114,001 276,388 116,942 283,553 100,206 173,184
Tabel 6 menunjukkan perbandingan rugi daya dari hasil simulasi dengan pembebanan WBP menggunakan aplikasi ETAP. Pada penghantar line2 rugi daya yang dihasilkan sebesar 95,084 kW  dan  117,000  kVAR  untuk  kondisi  awal,  sebesar  97,538  kW  dan  121,000  kVAR  setelah melakukan pengaturan tap changer, sebesar 53,270 kW dan 115,000 kVAR setelah melakukan penggantian  penghantar,  sebesar  54,644  kW  dan  118,000  kVAR  setelah  melakukan penggantian penghantar dan pengaturan tap changer, dan sebesar 49,969 kW dan 58,149 kVAR setelah melakukan manuver jaringan. Rugi daya total saluran saat kondisi awal sebesar 197,313  kW  dan  279,589  kVAR  atau  sebesar  6,26%,  setelah  melakukan  pengaturan  tap changer  sebesar  202,407  kW  dan  287,779  kVAR  atau  sebesar  6,43%,  setelah  melakukan penggantian penghantar sebesar 114,001 kW dan 276,388 kVAR atau sebesar 5,46%, setelah melakukan  penggantian penghantar dan  pengaturan  tap changer  sebesar  116,942  kW  dan 283,553  kVAR  atau  sebesar  5,60%,  serta  setelah  melakukan  manuver  jaringan  sebesar 100,206 kW dan 173,184 kVAR atau sebesar 3,65%.

## 3.2.3 Skoring Usulan Perbaikan
Tabel  7  menunjukkan  skoring  untuk  menentukan  usulan  perbaikan  untuk  meminimalisir terjadinya  tegangan  jatuh yang  paling  optimal. Usulan perbaikan dengan  metode  manuver jaringan  dan  metode  penggantian  penghantar  disertai  pengaturan  tap changer  merupakan usulan  perbaikan  yang  paling  optimal,  dikarenakan  memiliki  skor  yang  paling  tinggi  dari metode-metode usulan perbaikan yang lain.

## Tabel 7. Skoring Usulan Perbaikan
NO Kriteria dan Pertimbangan Pengaturan Tap Changer Penggantian Penghantar Penggantian Penghantar + Pengaturan Tap Changer Manuver Jaringan Hasil Skor Hasil Skor Hasil Skor Hasil Skor 1 Tegangan sistem dipertahankan +5% sampai - 5% dari tegangan nominal, sesuai aturan Grid Code
20 kV (Permen ESDM, 2007).
Ujung penyulang (PAIGD) V S = 20,385 kV V R = 19,432 kV 1 Ujung penyulang (PAIGD) V S = 20,124 kV V R = 19,396 kV 2 Ujung penyulang
(PAIGD) V S = 20,382 kV V R = 19,812 kV 3 Ujung penyulang (PAIGD) V S = 19,965 kV V R = 19,287 kV
0
2 Waktu operasional
pekerjaan untuk melakukan usulan perbaikan. Tidak perlu pemadaman. 2  Pemadaman cukup lama. 0  Pemadaman cukup lama. 0  Pemadaman 1 Hari (4 Jam) 1
3 Aspek ekonomis untuk melakukan usulan perbaikan. Tidak perlu biaya. 3  Rp 2.246.280.000,00 0  Rp 2.246.280.000,00 0  Tidak perlu biaya. 3 4 Hasil DV (%) maksimal 5%, sesuai (SPLN 72:1987, 1987). Ujung penyulang (PAIGD) DV = 4,77% 0 Ujung penyulang (PAIGD) DV = 3,05% 2 Ujung penyulang (PAIGD) DV = 2,85% 3 Ujung penyulang (PAIGD) DV = 3,39% 1 5 Cost reduction dari usulan perbaikan (pertahun). Rp 55.999.042,85  0 Rp 921.819.538,11 2 Rp 889.637.735,23 2 Rp 1.065.175.911,35  3 Total Skor Usulan Perbaikan 6 6 8 8
Keterangan : skor tertinggi merupakan usulan yang paling optimal.
Usulan  perbaikan  dengan  metode  manuver  jaringan  memiliki  kelebihan  diantaranya,  tidak memerlukan  biaya  pekerjaan  untuk  melakukan  manuver  jaringan  dikarenakan  penyulang Sukalarang  sudah  ada  dan  penyulang  tersebut  merupakan  penyulang  untuk back-up  dari konsumen  khusus.  C ost  reduction  yang  dihasilkan  sebesar  Rp  1.065.175.911,35.  Waktu operasional pekerjaan yang dibutuhkan untuk melakukan manuver jaringan hanya 1 hari (4 jam) pemadaman. Sedangkan kekurangan usulan perbaikan dengan metode manuver jaringan adalah, tegangan sistem paling ujung penyulang atau pada gardu PAIGD ( 𝑉 ) sebesar 19,287 kV,  sehingga  apabila  dimasa  mendatang  terdapat  pertumbuhan  beban  yang  signifikan, memungkinkan tegangan sistem yang terjadi pada gardu PAIGD tidak sesuai dengan standar. Dan penyulang Sukalarang merupakan feeders express atau sebagai back-up untuk konsumen khusus yang keandalan penyaluran tenaga listriknya harus dijaga, sehingga usulan perbaikan dengan metode manuver jaringan hanya dapat dipakai untuk jangka pendek.
Sedangkan usulan perbaikan dengan metode penggantian penghantar disertai pengaturan tap changer memiliki kelebihan diantaranya, tegangan sistem paling ujung penyulang atau pada gardu  PAIGD  ( 𝑉 )  sebesar  19,812  kV,  sehingga  apabila  dimasa  mendatang  terdapat pertumbuhan beban yang signifikan, memungkinkan tegangan sistem yang terjadi pada gardu PAIGD masih memenuhi standar. C ost reduction yang dihasilkan sebesar Rp 889.637.735,23. Tegangan jatuh yang terjadi diujung penyulang atau pada gardu PAIGD paling kecil diantara metode-metode  usulan  perbaikan  yang  lain  yaitu  sebesar  2,85%.  Sedangkan  kekurangan usulan perbaikan dengan metode penggantian penghantar disertai pengaturan tap changer adalah,  waktu  operasional  pekerjaan  yang  dibutuhkan  untuk  melakukan  penggantian
penghantar disertai pengaturan tap changer cukup lama, sehingga tejadi pemadaman berkala pada  saluran  distribusi  tersebut.  Biaya  yang  diperlukan  untuk  melakukan  penggantian penghantar disertai pengaturan tap changer cukup besar yaitu Rp 2.246.280.000,00.

## 4. KESIMPULAN
Saluran distribusi 20 kV ULP Sukaraja memiliki 122 gardu distribusi, gardu HFM dan PAIGD merupakan  gardu  yang  letaknya  paling  jauh  dengan  penyulang  dan  tegangan  jatuh  yang terjadi  pada  gardu  tersebut  paling  besar.  Gardu  HFM  memiliki  jarak  ±20,889  km  dari penyulang  sedangkan  gardu  PAIGD  memiliki  jarak  ±23,396  km.  Nilai  tegangan  jatuh  yang terjadi pada gardu PAIGD sebesar 6,58% saat kondisi awal, sebesar 4,77% saat pengaturan tap changer, sebesar 3,64% saat penggantian penghantar, sebesar 2,85% saat penggantian penghantar disertai pengaturan tap changer, dan sebesar 3,39% saat manuver jaringan ke penyulang Sukalarang. Total rugi daya saluran saat beban keadaan puncak (WBP) dari hasil simulasi menggunakan aplikasi ETAP, untuk kondisi awal sebesar 197,313 kW dan 279,589 kVAR atau 6,26% dari daya yang disalurkan, saat pengaturan tap changer sebesar 202,407 kW dan 287,779 kVAR atau 6,43% dari daya yang disalurkan, saat penggantian penghantar sebesar  114,001  kW  dan  276,388  kVAR  atau  5,46%  dari  daya  yang  disalurkan,  saat penggantian penghantar disertai pengaturan tap changer sebesar 116,942 kW dan 283,553 kVAR  atau  5,60%  dari  daya  yang  disalurkan,  serta  saat  manuver  jaringan  ke  penyulang Sukalarang sebesar 100,206 kW dan 173,184 kVAR atau 3,65% dari daya yang disalurkan. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa untuk menurunkan tegangan jatuh dan rugi daya paling optimal yaitu untuk jangka pendek dengan metode manuver jaringan karena dapat memberikan cost reduction tertinggi sebesar Rp 1.065.175.911,35 per tahun sedangkan untuk  jangka  panjang  dengan  metode  penggantian  penghantar  disertai  pengaturan  tap changer dengan tegangan jatuh terendah sebesar 2,85%.

## DAFTAR RUJUKAN
AlAhmad, O. & AlDahmi, M. (2021). Voltage Profile Improvement Analysis of 11 kV Feeders
Using  Capacitor  Banks. International  Conference  on  Electrotechnical Complexes  and Systems (ICOECS), (pp. 83-87).
Armas,  J.  &  Ivanov,  A.  (2019).  Determination  of  the  total  cost  of  active  power  losses  and methods  to  reduce  power  losses  in  low-voltage  distribution  networks. IEEE  60th International  Scientific  Conference  on  Power  and  Electrical  Engineering  of  Riga Technical University (RTUCON), (pp. 1-6).
Awwad, H. (2019). Applied Study of Energy Saving, Voltage Drop Reducing Technically Using Reactive  Power  Compensation  and  Cable  Resizing  in  Gaza  Electrical  Grid  and  its
Program  Simulation  Quality  Improvement. 10th  International  Conference  on Information and Communication Systems (ICICS), (pp. 77-82).
Balandin V.S., Neshina Y.G. , & Bilichenko A.P. (2019). Reducing Electrical Power Losses with the Use of Compensation Devices. IEEE International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), (pp. 1-3).
Jamil, U.,  Amin,  A., & Mahmood,  A. (2018). A  comparative  study of  control techniques  for power  loss  minimization  in  a  distribution  network. 1st  International  Conference  on Power, Energy and Smart Grid (ICPESG), (pp. 1-5).
Kumar, S., Faizan ur Rehman, C. K., Shaikh, S. A. & Sahito, A. A. (2018). Voltage improvement and  power  loss  reduction  through  capacitors  in  utility  network. International Conference on Computing, Mathematics and Engineering Technologies (iCoMET), (pp. 1-5).
Lu, J., et al. (2018). An Optimal Reactive Power Compensation Allocation Method Considering the Economic Value Affected by Voltage Sag. IEEE International Power Electronics and Application Conference and Exposition (PEAC), (pp. 1-6).
Murad, T. K. (2021). Analisis Jatuh Tegangan Sistem Jaringan Distribusi 20 KV pada Penyulang BE 03 Paya Bili ULP Langsa Kota. Jakarta: Institut Teknologi PLN.
Nelwan, M. N., Tuegeh, M., & Lisi, F. (2015). Penyusutan Energi Listrik pada Penyulang SU2 Jaringan Distribusi Minahasa Utara. E-Journal Teknik Elektro dan Komputer, 67-76.
Permen  ESDM.  (2007). Aturan  Jaringan  Sistem  Tenaga  Listrik  Jawa-Madura-Bali.  Jakarta:
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral.
PT.  PLN  ULP  Sukaraja.  (2020). Saluran  Distribusi  20  KV  PT.  PLN  (Persero)  ULP  Sukaraja.
Sukabumi: Perusahaan Umum Listrik Negara.
SPLN 41-8:1981. (1981). Hantaran Alumunium Campuran (AAAC). Jakarta: Perusahaan Umum Listrik Negara.
SPLN 43-5-1:1995. (1995). Kabel Pilin Tanah Berisolasi XLPE dan Berselubung PE/PVC dengan Tegangan Pengenal 12/20 (24) KV. Jakarta: Perusahaan Umum Listrik Negara.
SPLN  72:1987.  (1987). Spesifikasi  Desain  untuk  Jaringan  Tegangan  Menengah  (JTM)  dan Jaringan  Tegangan  Rendah  (JTR).  Jakarta:  Departemen  Pertambangan  dan  Energi Perusahaan Umum Listrik Negara.
Sulaeman,  I.,  Sudrajat,  M.  I.,  Moonen,  N.,  Popovic,  J.  &  Leferink,  F.  (2023).  Trade-off  of
Losses, Voltage Drop, and Harmonics in Cable Selection of Remote Microgrids. IEEE 7th Global Electromagnetic Compatibility Conference (GEMCCON), (pp. 1-2).
Syufrijal,  &  Monantun,  R.  (2014). Jaringan  Distribusi  Tenaga  Listrik.  Jakarta:  Kementrian Pendidikan Dasar Menengah dan Kebudayaan Republik Indonesia.
Thakur, R., & Chawla, P. (2015). Voltage Drop Calculations & Design of Urban Distribution Feeders. IRJET:  International  Journal  of  Research  in  Engineering  and  Technology,
04(12), 43-53.
Thongsuk,  S.,  et  al.  (2023).  An  approach  for  voltage  drop  improvement  in  22  kV  PEA
distribution  system  based  on  high  voltage  capacitor  placement. Energy  Reports,
09(11), 48-54.
Wachjoe,  C.K.,  &  Zein, H.  (2020). A Method for Voltage  Drop  Monitoring  on Load Sides in Medium  Voltage  Feeder. 7th  International  Conference  on  Control,  Decision  and Information Technologies (CoDIT), (pp. 1215-1220).
Wang,  W.,  et  al.  (2021).  Analysis  of  Technical  Losses  in  Hubei  Power  Grid. IEEE  4th International Electrical and Energy Conference (CIEEC), (pp. 1-5).
Ymeri, A., Dervishi, L., & Qorolli, A. (2014). Impacts of Distributed Generation in Energy Losses and Voltage Drop in 10 kV Line in The Distribution System. IEEE International Energy Conference (ENERGYCON), (pp. 1385-1389).